Dạng 6: bài tập điện phân

Trang 1 DẠNG 6: ĐIỆN PHÂN  Điện phân nóng chảy Phương pháp điện phân nóng chảy chỉ áp dụng điều chế các kim loại hoạt động rất mạnh như: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al  Điện phân nóng chảy oxit: chỉ áp dụng điều chế Al 2 3 2 3 4 2 6 O Al O Al NaAlF      Tác dụng của 6 3 AlF Na (criolit): + Hạ nhiệt cho phản ứng + Tăng khả năng dẫn điện cho Al + Ngăn chặn sự tiếp xúc của oxi không khí với Al Quá trình điện phân: + Catot (): Al e Al 2 6 2 3    + Anot (+): Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra ở anot ăn mòn.           2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 6 6 CO O CO CO O C O e O + Phương trình phản ứng điện phân cho cả 2 cực là:                     2 3 2 3 2 2 3 2 3 4 3 2 3 2 3 3 4 2 CO Al C O Al CO Al C O Al O Al O Al đpnc đpnc đpnc Khí ở anot sinh ra thường là hỗn hợp khí CO, CO2 và O2. Để đơn giản người ta thường chỉ xét phương trình 2 3 2 3 4 2 6 O Al O Al NaAlF       Điện phân nóng chảy hidroxit (Chỉ áp dụng để điều chế các kim loại kiềm: Na, K) Tổng quát:         O H O M MOH đpnc 2 2 2 1 2 2 (M = Na, K,…) Quá trình điện phân: + Catot (): M e M 2 2 2    + Anot (+):       O H O e OH 2 2 2 1 2 2  Điện phân nóng chảy muối clorua (Chỉ áp dụng điều chế kim loại kiềm và kiềm thổ) Tổng quát: 2 2 2 xCl M MCl đpnc x      (x=1,2,…)  Điện phân dung dịch Áp dụng để điều chế các kim loại trung bình, yếu Trong điện phân dung dịch nước giữ một vai trò quan trọng + Là môi trường để các cation và anion di chuyển về 2 cực + Đôi khi nước tham gia vào quá trình điện phân Tại catot:      OH H e O H 2 2 2 2 2 Tại anot:      H O e O H 2 2 1 2 2 2 Về bản chất nước nguyên chất không bị điện phân do điện trở quá lớn. Do vậy muốn điện phân nước cần hòa thêm các chất điện ly mạnh như: muối tan, axit mạnh, bazo mạnh… Để viết được các phương trình điện ly một cách đầy đủ và chính xác, chúng ta cần lưu ý một số quy tắc kinh nghiệm sau đây: Trang 2  Quá trình khử xảy ra ở catot + Các ion kim loại từ Al 3+ thì bị khử thành kim loại, với thứ tự ưu tiên ngược từ dưới lên. Trong đó đặc biệt chú ý ion H + luôn bị khử cuối cùng trong dãy ưu tiên trên + Ở catot thứ tự điện phân:     H Cu Fe Ag , , , 2 3 (của axit),    H Fe Pb , ... 2 2 (của nước) + Nếu trong dung dịch điện phân có chứa  2 Fe , khi anot đã xảy ra điện phân nước trước khi  2 Fe thì H + sinh ra ở anot sẽ di chuyển về catot và bị điện phân trước Fe 2+ Khi anot chưa xảy ra điện phân nước trước khi Fe 2+ thì ở catot Fe 2+ sẽ bị điện phân chuyển thành Fe  Quá trình oxi hóa ở anot + Ưu tiên 1: Đó là các kim loại trung bình và yếu + Ưu tiên 2:          OH Cl Br I S 2 Nếu khi điện phân ở anot chứa đồng thời kim loại và anion (ion âm) thì anion không bị oxi hóa Các anion chứa oxi như: ... , , , , , 4 3 4 2 3 2 3 2 4 3       ClO PO SO CO SO NO coi như không bị oxi hóa. Nếu anot chỉ chứa các anion này thì O H 2 sẽ bị oxi hóa:      H O e O H 2 2 1 2 2 2  Kết luận về các trường hợp điện phân dung dịch: Điện phân dung dịch muối của cation kim loại mạnh   Al  với gốc axit có oxi: ... , 3 4 2 KNO SO Na , các dung dịch axit có gốc axit chứa oxi: ..., , 3 4 2 KNO SO H các dung dịch bazơ tan của kim loại kiềm và kiềm thổ: NaOH, KOH, Ca(OH)2,… thì nước bị điện phân. Ví dụ: Điện phân dung dịch NaOH 2 2 2 2 1 H O O H đpđ     Điện phân dung dịch axit mà gốc axit không có oxi: HCl, H2S, HBr,… thì thu được H2 + halogen hoặc S Ví dụ: Điện phân dung dịch HCl 2 2 2 Cl H HCl đpdd      Điện phân dung dịch muối của cation kim loại trung bình yếu (sau Al) với gốc axit có oxi:   ... ; 2 3 4 NO Fe CuSO cho ra kim loại + oxi + axit tương ứng Ví dụ: Điện phân dung dịch CuSO4: 4 2 2 2 4 2 1 SO H O Cu O H CuSO đpdd          Điện phân dung dịch muối của cation kim loại mạnh   Al  với gốc axit không có oxi: NaCl; BaCl2, CaCl2, Na2S… cho ra bazơ tan + H2 + halogen hoặc S Ví dụ: Điện phân dung dịch CaCl2:   2 2 2 2 2 2 Cl H OH Ca O H CaCl đpdd         Điện phân dung dịch Na2S S H NaOH O H S Na đpdd         2 2 2 2 2 Điện phân dung dịch muối của cation kim loại trung bình yếu (sau Al) với gốc axit không có oxi: ... ; 3 2 FeBr CuCl cho ra kim loại + halogen Ví dụ: điện phân dung dịch CuCl2 2 2 Cl Cu CuCl đpdd       A. KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT Trang 3 Bài 1. Sau một thời gian điện phân 300ml dung dịch CuSO4 với điện cực graphit, khối lượng dung dịch giảm 16g. Để làm kết tủa hết ion Cu 2+ còn lại trong dung dịch sau điện phân cần dùng 100ml dung dịch H2S 1M. Nồng độ mol của dung dịch CuSO4 trước điện phân là A. 2M B. 2,5M C. 1,5M D. 1M Bài 2. Điện phân dung dịch chứa 23,4 gam muối ăn (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) thu được 2,5 lít dung dịch có pH = 13. Phần trăm muối ăn bị điện phân là A. 65% B. 70% C. 80% D. 62,5% Bài 3. Điện phân dung dịch muối MCln bằng dòng điện 5A, điện cực trơ, sau 21 phút 27 giây ngừng điện phân, thấy trên catot sinh ra 2,1335 gam kim loại M. Xác định tên kim loại M A. Cu B. Fe C. Mg D. Zn Bài 4. Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl3; 0,2 mol CuCl2 và 0,1 mol HCl (điện cực trơ). Khi ở catot bắt đầu thoát khí thì ở anot thu được V lít khí (đktc). Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100%. Giá trị của V là: A. 4,48 B. 5,60 C. 11,20 D. 22,40 Bài 5. Tính thể tích khí (đktc) thu đư ợc khi điện phân hết 0,1 mol NaCl trong dung d ịch với điện cực trơ, màng ngăn xốp A. 0,024 lít B. 1,120 lít C. 2,240 lít D. 4,48 lít Bài 6. Điện phân dung dịch CuSO4 nồng độ 0,5M với điện cực trơ trong thì thu được 1 gam Cu. Nếu dùng dòng điện một chiều có cường độ 1A, thì thời gian điện phân tối thiểu là A. 50 phút 16 giây B. 40 phút 15 giây C. 0,45 giờ D. 0,65 giờ Bài 7. Điện phân 1 lít dung dịch   2 3 NO Cu 0,2M đến khi ở catot bắt đầu có khí thoát ra thì dừng lại thu được dung dịch A. Dung dịch A có thể hòa tan được tối đa bao nhiêu gam Fe? ( biết rằng có khí NO duy nhất thoát ra ngoài) A. 8,4 gam B. 4,8 gam C. 5,6 gam D. 11,2 gam Bài 8. Điện phân đến hết 0,1 mol   2 3 NO Cu trong dung dịch với điện cực trơ, thì sau điện phân khối lượng dung dịch đã giảm bao nhiêu gam A. 1,6 gam B. 6,4 gam C. 8,0 gam D. 18,8 gam Bài 9. Điện phân 1 lít dung dịch AgNO3 với điện cực trơ, dung dịch sau điện phân có pH = 2. Coi thể tích dung dịch sau điện phân không thay đổi. Khối lượng bạc bám ở catot là: A. 2,16 gam B. 1,08 gam C. 0,108 gam D. 0,54 gam Bài 10. Điện phân dung dịch NaCl cho đến khi hết muối với dòng điện 1,61A thấy hết 60 phút. Tính khối lượng khí thoát ra, biết rằng điện cực trơ, màng ngăn xốp A. 2,13 gam B. 0,06 gam C. 2,19 gam D. 2,22 gam B. TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU Bài 11. Điện phân dung dịch X chứa 24,8 gam MSO4 (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu được 1,12 lít khí ở anot (đktc). Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 3,248 lít (đktc) và khối lượng dung dịch giảm m gam so với ban đầu. Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan vào dung d ịch. Giá trị của m là: Trang 4 A. 14,08 B. 14,56 C. 13,12 D. 13,21 Bài 12. Điện phân với hai điện cực trơ 200ml dung dịch chứa hỗn hợp NaCl 1,2M và CuSO4 1M trong thời gian t giây, I = 5A thì thu được dung dịch X và V lít hỗn hợp khí Y ở anot (đktc). Nhúng một thanh sắt vào X đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn rồi nhấc thanh sắt ra đem cân lại thấy khối lượng thanh sắt không bị thay đổi. Kết luận nào sau đây đúng? A. Thanh Fe không có phản ứng với dung dịch X B. Dung dịch X có môi trường bazơ C. t = 5018 giây D. V = 2,688 lít Bài 13. Hòa tan 4,5 gam tinh thể MSO4.5H2O vào nước được dung dịch X. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1,93A. Nếu thời gian điện phân là t(s) thì thu được kim loại M ở catot và 156,8ml khí tại anot. Nếu thời gian điện phân là 2t(s) thì thu được 537,6 ml khí. Biết thể tích các khí đo ở đktc. Kim loại M và thời gian t lần lượt là: A. Cu và 1400s B. Cu và 2800s C. Ni và 2800s D. Ni và 1400s Bài 14. Điện phân dung dịch chứa     33 32 , Fe NO Cu NO với I = 10A, điện cực trơ đến khi dung dịch vừa hết màu xanh thì dừng lại, khi đó ở anot thu được 0,196 lít khí (đktc) và khối lượng dung dịch giảm 0,92g. Thời gian điện phân, số mol từng muối trước điện phân theo thứ tự trên là: A. 6,5 phút; 0,01 mol; 0,02 mol B. 5,6 phút; 0,01 mol; 0,01 mol C. 6,5 phút; 0,01 mol; 0,015 mol D. 5,6 phút; 0,015 mol; 0,01 mol Bài 15. Điện phân (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,15 mol   2 3 NO Cu và 0,12 mol HCl trong thời gian t giờ với cường độ dòng điện không đổi 2,68A thì ở anot thoát ra 0,672 lít khí (đktc) và thu đư ợc dung dịch X. Dung dịch X hòa tan tối đa m gam bột sắt (sản phẩm khử của  3 NO là khí NO duy nhất). Giá trị của t và m lần lượt là A. 0,6 và 10,08 B. 0,6 và 8,96 C. 0,6 và 9,24 D. 0,5 và 8,96 Bài 16. Điện phân có màng ngăn 500ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl2 0,1M và NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A trong 7720 giây. Dung dịch thu được sau điện phân có khả năng hòa tan m gam Al. Giá trị lớn nhất của m là A. 8,10 B. 2,70 C. 6,75 D. 5,40 Bài 17. Dung dịch X gồm AgNO3 x moll và   2 3 NO Cu y moll. Điện phân dung dịch X (điện cực trơ) đến khi nước bắt đầu điện phân trên cả 2 điện cực thì ngừng, thu được m gam chất rắn Y, dung dịch Z và khí T. Cho Y vào dung dịch Z, sau phản ứng thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 0,5m gam hỗn hợp rắn. Tỉ lệ x:y có giá trị là: A. 8:15 B. 9:16 C. 4:11 D. 5:12 Bài 18. Điện phân (với điện cực trơ) 300ml dung dịch   2 3 NO Cu nồng độ a moll, sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 72 gam so với dung dịch ban đầu. Cho 6,72 gam bột sắt vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 31,2 gam hỗn hợp kim loại. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của  3 NO . Giá trị của a là A. 3,60 B. 4,05 C. 3,90 D. 3,75 Trang 5 Bài 19. Điện phân dung dịch X (rất loãng) chứa 0,08 mol   3 3 NO Fe và 0,02 mol 2 FeCl với cường độ dòng điện 9,65A trong 1000 giây (H = 100%). Sau điện phân khuấy đều dung dịch thấy có khí NO (sản phẩm khử duy nhất của 5  N ) thoát ra. Dung dịch sau cùng có khối lượng giảm so với dung dịch đầu là m gam. Giá trị gần nhất của m là: A. 2,22 B. 2,75 C. 2,18 D. 2,45 Bài 20. Điện phân (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,2 mol   3 3 NO Fe và 0,1 mol HCl trong thời gian t giờ với cường độ dòng điện không đổi 5,36A thì ở anot thoát ra 1,568 lít khí (đktc) và thu được dung dịch X. Dừng điện phân và cho vào dung dịch X m gam bột sắt thì tan vừa hết (sản phẩm khử của  3 NO là khí NO duy nhất). Giá trị của t và m lần lượt là: A. 0,9 và 4,34 B. 0,6 và 3,36 C. 0,5 và 4,34 D. 0,9 và 5,6 C. BỨT PHÁ: VẬN DỤNG Bài 21. Có hai bình điện phân mắc nối tiếp. Trong bình (1) đựng 40ml dung dịch NaOH 1,73M, Trong bình (2) có chứa dung dịch gồm 0,45 mol   2 3 NO Cu và 0,4 mol HCl. Điện phân dung dịch một thời gian thì dừng lại thấy nồng độ NaOH ở bình (1) là 2M. Cho tiếp 28 gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân ở bình (2) đến khi phản ứng hoàn toàn thu được m gam hỗn hợp 2 kim loại. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của N +5 . Giá trị gần nhất với m là A. 18 B. 16 C. 17 D. 10 Bài 22. Điện phân 0,5 lít dung dịch   2 3 NO Cu 0,045M (d = 1,035gml) với điện cực trơ, cường độ dòng điện 9,65A trong thời gian t giây, thu được dung dịch X có pH = 1,00 (d = 1,036gml) (giả sử nước bay hơi không đáng kể). Giá trị của t là A. 96500 B. 45500 C. 55450 D. 57450 Bài 23. Điện phân với điện cực trơ 200g dung dịch hỗn hợp chứa 0,3 mol FeCl3, 0,1 mol CuCl2, 0,2 mol HCl đến khi khí bắt đầu thoát ra ở catot thì ngắt dòng điện. Để yên bình điện phân rồi thêm 250g dung dịch AgNO3 vừa đủ vào, phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 156,65 g kết tủa, V lít khí (đktc) và dung dịch Y chứa 2 muối. Nồng độ phần trăm của muối có phân tử khối lớn hơn trong Y có giá trị gần nhất với A. 27 B. 25 C. 15 D. 18 Bài 24. Cho 1,48 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu có tỷ lệ mol tương ứng là 3:2 tác dụng với 500ml dung dịch hỗn hợp chứa HNO3 0,1M và HCl 0,06M thu được dung dịch X và khí NO ( sản phản khử duy nhất của N +5 ). Tiến hành điện phân dung dịch X với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi I = 1,3124A trong thời gian t giây thấy khối lượng dung dịch sau điện phân giảm 1,849 gam so với ban đầu. Giá trị của t gần nhất với A. 2550 B. 2450 C. 2505 D. 2620 Bài 25. Điện phân 1 lít dung dịch X gồm   2 3 NO Cu 0,6M và FeCl3 0,4M đến khi anot thoát 17,92 lít khí (đktc) thì dừng lại. Lấy catot ra khỏi bình điện phân, khuấy đều dung dịch để phả ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được dung dịch Y. Giả thiết kim loại sinh ra đều bám lên catot, sản phẩm khử của N +5 (nếu có) là NO duy nhất. Giá trị   Y X m m  gần nhất là? A. 92 gam B. 89 gam C. 90 gam D. 91 gam D. VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO Trang 6 Bài 26. Tiến hành điện phân dung dịch X chứa   2 3 NO Cu và NaCl bằng điện cực trơ với cường độ dòng điện không đổi I = 5A, sau một thời gian thấy khối lượng catot tăng 11,52 gam; đồng thời thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí có tỉ khối so với He bằng 12,875. Nếu thời gian điện phân là 8685 giây, tổng thể tích khí thoát ra ở 2 cực là 3,472 lít (đktc). Cho m gam bột Fe vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 0,75m gam hỗn hợp rắn. Giá trị m là: A. 19,12 gam B. 20,16 gam C. 17,52 gam D. 18,24 gam Bài 27. Dung dịch X chứa m gam chất tan gồm   2 3 NO Cu (có   gam m NO Cu 5 2 3  ) và NaCl. Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi. Sau thời gian t giây thì thu được dung dịch Y chứa (m 18,79) gam chất tan và có khí thoát ra ở catot. Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được dung dịch Z chứa a gam chất tan và hỗn hợp khí T chứa 3 khí và có tỉ khối hơi so với hidro là 16. Cho Z vào dung dịch 0,1 mol FeCl2 và 0,2 mol HCl thì thu được dung dịch chứa (a + 16,46) gam chất tan (không chứa H + ) và có khí thoát ra. Tổng giá trị m + a là A. 73,42 B. 72,76 C. 74,56 D. 76,24 Bài 28. Tiến hành điện phân dung dịch chứa   2 3 NO Cu và CuCl2 bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện I = 5A tới khi nước bắt đầu điện phân ở 2 điện cực thì dừng điện phân; thấy khối lượng dung dịch giảm 20,815 gam. Cho 3,52 gam hỗn hợp gồm Mg và MgO có tỉ lệ mol 2:1 vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thu được dung dịch X chứa 18,16 gam muối và 268,8ml khí Y duy nhất (đktc). Thời gian điện phân là A. 8106s B. 8260s C. 8400s D. 8206s Bài 29. Cho hồn hợp X gồm CuO và NaOH có tỉ lệ số mol 1:1 tác dụng vừa đủ với dung dịch hỗn hợp HCl 1M và 4 2 SO H 0,5M thu được dung dịch Y chỉ chứa m gam hỗn hợp muối trung hòa. Điện phân dung dịch Y với điện cực trơ màng ngăn xốp cường độ I = 2,68A đến khi khối lượng dung dịch giảm 20,225 gam mất t giây thì dừng lại thu được dung dịch Z. Cho m gam Fe vào dung dịch Z sau khi phản ứng kết thúc thu được 0,9675m gam hỗn hợp 2 kim loại. Giá trị của t là A. 11523 B. 10684 C. 12124 D. 14024 Bài 30. Mắc nối tiếp 2 bình điện phân: Bình 1: Chứa 800 ml dung dịch muối MCl2 aM và HCl 4a M Bình 2: Chứa 800ml dung dịch AgNO3 Sau 3 phút 13 giây điện phân thì ở catot bình 1 thoát ra 1,6 gam kim loại còn ở catot bình 2 thoát ra 5,4 gam kim loại. Sau 9 phút 39 giây điện phân thì ở catot bình 1 thoát ra 3,2 gam kim loại còn ở catot bình 2 thoát ra 16,2 gam kim loại. Biết hiệu suất điện phân là 100%. Kim loại M và nồng độ dung dịch HCl là A. Cu; 0,0625M B. Zn; 0,25M C. Cu; 0,25M D. Zn; 0,125M HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP ÁN 1. D 2. D 3. A 4. B 5. C 6. A 7. A 8. C 9. B 10. C 11. D 12. C 13. D 14. D 15. C 16. C 17. A 18. D 19. A 20. A Trang 7 Bài 21: Phương trình điện phân: Bình 1: 2 2 2 2 2 O H O H   Bình 2: 2 2 2 Cl Cu Cl Cu      2 2 2 4 2 2 2 O H Cu O H Cu       Sau điện phân: + Thể tích dung dịch NaOH ở bình 1 = ml 6 , 34 03461 , 0 2 0692 , 0    Thể tích nước bị điện phân = 40 34,6 = 5,4 ml  Số mol nước bị điện phân ở bình 1 = mol 3 , 0 18 4 , 5  + Bình 2: O H Cu n n 2  điện phân (I) mol n mol du Cu 15 , 0 3 , 0 45 , 0 3 , 0 2       mol n n Cl Cl 2 , 0 2 1 2    O H n 2  điện phân (1) = mol n mol H 6 , 0 4 , 0 2 , 0 1 , 0 2 , 0 3 , 0        Cho 0,5 mol Fe vào dung dịch bình 2 sau phản ứng điện phân O H NO Fe NO H Fe 2 2 3 4 2 3 2 8 3         0,225 0,6 0,225 Cu Fe Cu Fe      2 2 0,15 0,15 0,15 0,15   gam m 6 , 16 15 , 0 . 64 15 , 0 225 , 0 5 , 0 . 56       gần với giá trị 17 nhất  Chọn đáp án C Bài 22. Có mdung dịch ban đầu = 500.1,035 = 517,5 gam Trường hợp 1: Cu 2+ chưa bị điện phân hết (x < 0,0225) 2 2 2 4 2 2 2 O H Cu O H Cu       x x 2x 0,5x  mdung dịch sau phản ứng = 517,5 (64x + 32.0,5x) = 517,5 80x  Vdung dịch sau phản ứng = ml x 036 , 1 80 5 , 517  Sau phản ứng dung dịch có   M H pH 1 , 0 1       0225 , 0 0249 , 0 1 , 0 10 . 80 5 , 517 036 , 1 . 2 3        mol x x x  Loại Trường hợp 2: Cu 2+ bị điện phân hết 2 2 2 4 2 2 2 O H Cu O H Cu       0,0225 0,0225 0,045 0,01125 2 2 2 2 2 O H O H   x x 0,5x  mdung dịch sau phản ứng =   x x x 18 7 , 515 2 5 , 0 01125 , 0 . 32 0225 , 0 . 64 5 , 517        Vdung dịch sau phản ứng = ml x 036 , 1 18 7 , 515  Trang 8 Sau phản ứng dung dịch có   M H pH 1 , 0 1       mol x x 75 , 2 1 , 0 10 . 18 7 , 515 036 , 1 . 045 , 0 3        Thời gian điện phân:   s x t 55450 65 , 9 96500 . 2 2 . 0225 , 0    Chọn đáp án C Bài 23. Khí bắt đầu thoát ra ở catot là khi Fe 3+ , Cu 2+ bị điện phân hết, H + vừa bị điện phân Phương trình điện phân: 2 2 3 2 2 2 Cl Fe Cl Fe       0,3 0,3 0,3 0,15 2 2 2 Cl Cu Cl Cu      0,1 0,2 0,1 0,1 2 2 2 2 Cl H Cl H      Thêm dung dịch AgNO3 vừa đủ vào O H NO e NO H 2 3 2 3 4       0,2 0,05 g mY 1 , 274 25 , 0 . 71 05 , 0 . 30 65 , 156 250 200        Dung dịch Y Chứa 2 muối là:     3 3 2 3 ; NO Fe NO Cu  Muối có phân tử khối lớn hơn là   3 3 NO Fe   % 49 , 26 % 100 . 1 , 274 3 , 0 . 242 % 3 3   NO Fe C gần với giá trị 27 phút  Chọn đáp án A Bài 24. Có             mol n mol n n n g n n Cu Fe Cu Fe Cu Fe 01 , 0 015 , 0 2 : 3 : 48 , 1 64 56 (Fe, Cu) + (0,05 mol HNO3 + 0,03 mol HCl) O H NO Fe NO H Fe 2 3 3 2 4         0,015 0,06 0,015 0,015 O H NO Cu NO H Cu 2 2 3 2 3 2 8 3         0,0075 0,02 0,005 0,0075       2 2 3 2 2 Fe Cu Fe Cu 0,0025 0,005 0,0025 0,005  Dung dịch X chứa: 0,01 mol Fe 3+ ,0,01 mol Cu 2+ , 0,005 mol Fe 2+ , 0,03 mol Cl , 0,03 mol  3 NO Điện phân X: 2 2 3 2 2 2 Cl Fe Cl Fe       2 2 2 Cl Cu Cl Cu      2 2 2 4 2 2 2 O H Fe O H Fe       Nếu điện phân vừa hết  2 Cu Trang 9 mdung dịch giảm = 849 , 1 705 , 1 01 , 0 2 01 , 0 . 71 01 , 0 . 64 2             g m m Cl Cu  Chứng tỏ đã xảy ra điện phân Fe 2+ . Đặt số mol Fe 2+ đã bị điện phân là x  mdung dịch giảm = g x x m m m m O Cl Cu Fe 849 , 1 2 . 32 015 , 0 . 71 01 , 0 . 64 56 2 2         Thời gian điện phân:     s t 2500 3124 , 1 96500 . 002 , 0 . 2 01 , 0 . 2 01 , 0     Gần nhất với giá trị 2505(s)  Chọn đáp án C Bài 25. Phương trình điện phân: 2 2 3 2 2 2 Cl Fe Cl Fe       2 2 2 Cl Cu Cl Cu      2 2 2 4 2 2 2 O H Cu O H Cu       2 2 2 2 2 O H O H   mol n mol n Cl anot 6 , 0 8 , 0 4 , 22 92 , 17 max 2       Chứng tỏ anot đã có O2 thoát ra mol n O 2 , 0 6 , 0 8 , 0 2     Có          2 3 2 2 2 6 , 0 . 2 4 , 0 2 , 0 . 4 6 , 0 . 2 4 2 Cu Fe O Cl n n n n  Chứng tỏ Cu 2+ đã bị điện phân hết, ở catot H + đã bị điện phân (H + sinh ra ở anot, di chuyển về catot) mol n H 2 , 0 2 6 , 0 . 2 , 0 2 , 0 . 4 6 , 0 . 2 2      Phản ứng sau điện phân: O H NO Fe NO H Fe 2 3 3 2 2 3 4 3          0,4 0,4 1,2 g m m m m m m m mol n NO H O Cl Cu Y X NO 8 , 90 1 , 0 . 30 2 , 0 . 2 2 , 0 . 32 6 , 0 . 71 6 , 0 . 64 1 , 0 4 4 , 0 2 2 2                 Gần với giá trị 91 nhất  Chọn đáp án D D.VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO Bài 26. Thí nghiệm 2: Nếu t = 8685s, có khí thoát ra ở cả hai điện cực  Chứng tỏ Cu 2+ bị điện phân hết Tại catot:        OH H e O H Cu e Cu 2 2 2 2 2 2 2 Tại anot: Trang 10 2 2 2 4 4 2 2 2 O e H O H e Cl Cl        + Trường hợp 1: Đã có khí thoát ra ở catot ở thí nghiệm 1, Cu 2+ bị điện phân hết mol n Cu 18 , 0 64 52 , 11 2     Thí nghiệm 2: Có                        mol n mol n mol n n n mol n n n Cl O H O Cl H O Cl 005 , 0 115 , 0 45 , 0 96500 5 . 8685 2 18 , 0 . 2 4 2 155 , 0 4 , 22 472 , 3 2 2 2 2 2 2 2 2  Loại Trường hợp 2: Chưa có khí thoát ra ở catot ở thí nghiệm 1                       mol n mol n n n n n mol n n n O Cl O Cl O Cl Cu O Cl 06 , 0 06 , 0 5 , 51 875 , 12 . 4 32 71 36 , 0 64 52 , 11 . 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Thí nghiệm 2: Có                          mol n mol n mol n n mol n n n Cl O O Cl H O Cl 0125 , 0 0825 , 0 06 , 0 155 , 0 0825 , 0 4 06 , 0 . 2 45 , 0 45 , 0 96500 5 . 8685 4 2 155 , 0 4 , 22 472 , 3 2 2 2 2 2 2 2 g m m n n n m m m m mol n mol n mol n Y Cu Y Cu Y H Cu pu Fe Y H Y Cu Cu 12 , 19 0325 , 0 . 64 0325 , 0 24 , 0 . 8 3 . 56 25 , 0 64 8 3 . 56 75 , 0 24 , 0 06 , 0 . 4 , 0325 , 0 18 , 0 2125 , 0 2125 , 0 2 0125 , 0 . 2 45 , 0 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 2 2 2 2                                          Chọn đáp án A Bài 27. Đặt số mol của   2 3 NO Cu và NaCl là x và y Phương trình điện phân: Tại catot: 2 2 Cu e Cu   x x 22 2 2 2 H O e H OH     z Tại anot 2 2 2 4 4 2 2 2 O e H O H e Cl Cl        Điện phân t(s): Trang 11       2 18,79 18,79 64 71. 17.2 1 Cu Cl OH m m m m m x x z z            Điện phân 2t(s): hỗn hợp khí T chứa 3 khí T:                mol y z x O mol y Cl zmol x x z x H 4 4 4 : 2 : 2 2 2 : 2 2 2     0 5 , 19 60 30 2 . 16 4 4 4 2 2 4 4 8 2 2 5 , 35                  y z x y z x z x y y z x z x y M T (2) a gam dung dịch Z:                mol HCl mol FeCl mol x y OH xmol NO ymol Na 2 , 0 : 1 , 0 : 2 : 2 : : 2 3 O H H OH 2     (y2x) (y2x) O H NO Fe NO H Fe 2 3 3 2 2 3 4 3          0,1 (0,2+2xy) 2x     NO O H HCl FeCl m m m m a a       2 2 46 , 16 Dung dịch sau phản ứng không chứa H +   H phản ứng hết 4 2 2 , 0 . 30 2 2 2 , 0 2 . 18 2 , 0 . 5 , 36 1 , 0 . 127 46 , 16 y x y x x y                 (3) Từ (1), (2), (3) suy ra: 96 , 45 5 , 58 188 07 , 0 4 , 0 12 , 0             y x m z y x   g m a x y y x a 76 , 72 8 , 26 2 . 17 23 2 . 62          Chọn đáp án B Bài 28. Phương trình điện phân 2 2 2 Cl Cu Cl Cu      x 2x x x 2 2 2 4 2 2 2 O H Cu O H Cu       Y y 2y 0,5y Có mdung dịch giảm =   gam y x y x m m m O Cl Cu 815 , 20 5 , 0 . 32 71 64 2 2        Cho (Mg, MgO) + dung dịch sau điện phân → 18,16g muối + 0,012mol khí Y + Có                 mol n mol n n n g n n MgO Mg MgO Mg MgO Mg 04 , 0 08 , 0 1 : 2 : 52 , 3 40 24 Trang 12 + mmuối =     mol n g n m m NO NH NO NH NO NH NO Mg 005 , 0 16 , 18 80 04 , 0 08 , 0 . 148 3 4 3 4 3 4 2 3        + Giả sử 1 mol N +5 nhận n mol e để chuyển thành N trong khí Y Áp dụng bảo toàn electron có: 3 4 8 012 , 0 2 NO NH Mg n n n      10 n Khí Y là N2   mol x mol y mol n n n y N NO NH NO Mg 073 , 0 137 , 0 274 , 0 2 2 2 2 2 3 4 2 3           Thời gian điện phân   s t 8016 5 96500 . 2 . 073 , 0 137 , 0    Chọn đáp án A Bài 29. X (x mol CuO, x mol NaOH) + V lít (HCl 1M và H2SO4 0,5M)→ dung dịch Y chỉ chứa muối trung hòa  Phản ứng xảy ra vừa đủ Áp dụng bảo toàn điện tích x V x x V V 5 , 1 2 2 . 5 , 0       x x x x x m 25 , 212 5 , 1 . 5 , 0 . 96 5 , 1 . 5 , 35 23 64       Điện phân dung dịch Y → dung dịch Z (phản ứng với Fe → 2 kim loại)  Chứng tỏ phản ứng điện phân còn dư Cu 2+ Khối lượng 2 kim loại thu được < khối lượng Fe cho vào  Chứng tỏ trong dung dịch chứa H + , ở anot H2O đã bị điện phân 2 2 2 Cl Cu Cl Cu      0,75x  1,5x  0,75x 0,75x 2 2 2 4 2 2 2 O H Cu O H Cu       y y 2y 0,5y Cu Fe Cu Fe      2 2 (0,25xy) (0,25xy) (0,25xy) 2 2 2 H Fe H Fe      y 2y     x y x m x y y x y x y m m 139 , 0 25 , 212 . 0325 , 0 0325 , 0 2 64 25 , 0 . 64 25 , 0 . 56 9675 , 0              Có mdung dịch giảm =   g y x y x m m m O Cl Cu 225 , 20 5 , 0 . 32 75 , 0 . 71 75 , 0 . 64 2 2          s t y x 11523 68 , 2 96500 . 2 . 025 , 0 18 , 0 . 75 , 0 025 , 0 18 , 0            Chọn đáp án A Bài 30. 2 bình mắc nối tiếp nên dòng điện chạy qua có cùng cường độ Đổi 3 phút 13 giây = 193 giây; 9 phút 39 giây = 579 giây Phương trình điện phân Bình 1: 2 2 2 2 2 2 2 Cl H Cl H Cl M Cl M           Trang 13 Bình 2: 2 2 4 4 2 4 O H Ag O H Ag       + Bình 2:     2 , 16 4 , 5 579 193 2 1 2 1    KL KL m m t t  Chứng tỏ Ag + còn dư sau khi điện phân 193s, có thể còn dư sau điện phân 579s Điện phân 193s:   A t A F n m I e Ag 25 193 . 108 96500 . 1 . 4 , 5 . . .    + Bình 1:   2 , 3 6 , 1 579 193 2 ) 1 ( 2 1    KL KL m m t t  Chứng tỏ M 2+ ở bình 1 bị điện phân trước, sau khi điện phân 193s thì M 2+ còn dư; sau khi điện phân 579s thì M 2+ hết; H + đã bị điện phân Điện phân 193s: 64 025 , 0 6 , 1 025 , 0 96500 . 2 193 . 25      M M M mol n  M là Cu        M a C M a a HCl M 25 , 0 4 0625 , 0 64 2 , 3 8 , 0        Chọn đáp án A

Trang 1

Phương pháp điện phân nóng chảy chỉ áp dụng điều chế các kim loại hoạt động rất mạnh như: Na, K,

Mg, Ca, Ba, Al

 Điện phân nóng chảy oxit: chỉ áp dụng điều chế Al

2 3

2Al O NaAlF 6 Al O

- Tác dụng của Na3AlF6 (criolit):

+ Hạ nhiệt cho phản ứng

+ Tăng khả năng dẫn điện cho Al

+ Ngăn chặn sự tiếp xúc của oxi không khí với Al

- Quá trình điện phân:

+ Catot (-): 2Al36e2Al

+ Anot (+): Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra ở anot ăn mòn





















2 2

2

2 2

2

2

2

2

3

6

6

CO O

CO

CO

O

C

O e

O

+ Phương trình phản ứng điện phân cho cả 2 cực là:







 











 











 



2 3

2

3

2

2 3

2

3 4 3

2

3 2 3

3 4 2

CO Al C

O

Al

CO Al C

O

Al

O Al O

Al

đpnc đpnc đpnc

- Khí ở anot sinh ra thường là hỗn hợp khí CO, CO2 và O2 Để đơn giản người ta thường chỉ xét phương trình 2Al2O3NaAlF 6 4Al3O2

 Điện phân nóng chảy hidroxit (Chỉ áp dụng để điều chế các kim loại kiềm: Na, K)

- Tổng quát: MOH đpnc  M  O2 H2O

2

1 2

- Quá trình điện phân:

+ Catot (-): 2M2e2M

O H O e

2

1 2 2

 Điện phân nóng chảy muối clorua (Chỉ áp dụng điều chế kim loại kiềm và kiềm thổ)

- Tổng quát: 2MCl x đpnc 2M xCl2 (x=1,2,…)

 Điện phân dung dịch

- Áp dụng để điều chế các kim loại trung bình, yếu

- Trong điện phân dung dịch nước giữ một vai trò quan trọng

+ Là môi trường để các cation và anion di chuyển về 2 cực

+ Đôi khi nước tham gia vào quá trình điện phân

Tại catot: 2H2O2eH22OH

Tại anot: H O e O 2H

2

1

2

- Về bản chất nước nguyên chất không bị điện phân do điện trở quá lớn Do vậy muốn điện phân nước cần hòa thêm các chất điện ly mạnh như: muối tan, axit mạnh, bazo mạnh…

- Để viết được các phương trình điện ly một cách đầy đủ và chính xác, chúng ta cần lưu ý một số quy tắc kinh nghiệm sau đây:

Trang 2

 Quá trình khử xảy ra ở catot

+ Các ion kim loại từ Al3+ thì bị khử thành kim loại, với thứ tự ưu tiên ngược từ dưới lên Trong đó đặc biệt chú ý ion H+ luôn bị khử cuối cùng trong dãy ưu tiên trên

+ Ở catot thứ tự điện phân: Ag,Fe3,Cu2,H(của axit), Pb2 Fe2,H(của nước)

+ Nếu trong dung dịch điện phân có chứa Fe , khi anot đã xảy ra điện phân nước trước khi 2 Fe thì H2 +

sinh ra ở anot sẽ di chuyển về catot và bị điện phân trước Fe2+

Khi anot chưa xảy ra điện phân nước trước khi Fe2+ thì ở catot Fe2+ sẽ bị điện phân chuyển thành Fe

 Quá trình oxi hóa ở anot

+ Ưu tiên 1: Đó là các kim loại trung bình và yếu

+ Ưu tiên 2: S2 I BrCl OH

Nếu khi điện phân ở anot chứa đồng thời kim loại và anion (ion âm) thì anion không bị oxi hóa

Các anion chứa oxi như: NO3,SO42,CO32,SO32,PO43,ClO4 coi như không bị oxi hóa Nếu anot chỉ chứa các anion này thì H2Osẽ bị oxi hóa:









O

2

1

2

 Kết luận về các trường hợp điện phân dung dịch:

- Điện phân dung dịch muối của cation kim loại mạnh Al với gốc axit có oxi: Na2SO4,KNO3 , các dung dịch axit có gốc axit chứa oxi: H2SO4,KNO3 ,các dung dịch bazơ tan của kim loại kiềm và kiềm thổ: NaOH, KOH, Ca(OH)2,… thì nước bị điện phân

Ví dụ: Điện phân dung dịch NaOH

2 2

2

2

1

H O O

- Điện phân dung dịch axit mà gốc axit không có oxi: HCl, H2S, HBr,… thì thu được H2 + halogen hoặc S

Ví dụ: Điện phân dung dịch HCl

2 2

2HClđpdd  H Cl

- Điện phân dung dịch muối của cation kim loại trung bình - yếu (sau Al) với gốc axit có oxi:

4 Fe NO

CuSO cho ra kim loại + oxi + axit tương ứng

Ví dụ: Điện phân dung dịch CuSO4:

4 2 2

2

4

2

1

SO H O Cu

O

H

- Điện phân dung dịch muối của cation kim loại mạnh Al với gốc axit không có oxi: NaCl; BaCl2, CaCl2, Na2S… cho ra bazơ tan + H2 + halogen hoặc S

Ví dụ: Điện phân dung dịch CaCl2:

2

Điện phân dung dịch Na2S

S H NaOH O

H

S

- Điện phân dung dịch muối của cation kim loại trung bình - yếu (sau Al) với gốc axit không có oxi:

2 FeBr

CuCl cho ra kim loại + halogen

Ví dụ: điện phân dung dịch CuCl2

2

CuCl đpdd  

A KHỞI ĐỘNG: NHẬN BIẾT

Trang 3

Bài 1 Sau một thời gian điện phân 300ml dung dịch CuSO4 với điện cực graphit, khối lượng dung dịch giảm 16g Để làm kết tủa hết ion Cu2+ còn lại trong dung dịch sau điện phân cần dùng 100ml dung dịch

H2S 1M Nồng độ mol của dung dịch CuSO4 trước điện phân là

Bài 2 Điện phân dung dịch chứa 23,4 gam muối ăn (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) thu được 2,5 lít

dung dịch có pH = 13 Phần trăm muối ăn bị điện phân là

Bài 3 Điện phân dung dịch muối MCln bằng dòng điện 5A, điện cực trơ, sau 21 phút 27 giây ngừng điện phân, thấy trên catot sinh ra 2,1335 gam kim loại M Xác định tên kim loại M

Bài 4 Điện phân dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol FeCl3; 0,2 mol CuCl2 và 0,1 mol HCl (điện cực trơ) Khi ở catot bắt đầu thoát khí thì ở anot thu được V lít khí (đktc) Biết hiệu suất của quá trình điện phân là 100% Giá trị của V là:

Bài 5 Tính thể tích khí (đktc) thu được khi điện phân hết 0,1 mol NaCl trong dung dịch với điện cực

trơ, màng ngăn xốp

A 0,024 lít B 1,120 lít C 2,240 lít D 4,48 lít

Bài 6 Điện phân dung dịch CuSO4 nồng độ 0,5M với điện cực trơ trong thì thu được 1 gam Cu Nếu dùng dòng điện một chiều có cường độ 1A, thì thời gian điện phân tối thiểu là

A 50 phút 16 giây B 40 phút 15 giây C 0,45 giờ D 0,65 giờ

Bài 7 Điện phân 1 lít dung dịch CuNO32 0,2M đến khi ở catot bắt đầu có khí thoát ra thì dừng lại thu được dung dịch A Dung dịch A có thể hòa tan được tối đa bao nhiêu gam Fe? ( biết rằng có khí NO duy nhất thoát ra ngoài)

Bài 8 Điện phân đến hết 0,1 mol CuNO32 trong dung dịch với điện cực trơ, thì sau điện phân khối lượng dung dịch đã giảm bao nhiêu gam

Bài 9 Điện phân 1 lít dung dịch AgNO3 với điện cực trơ, dung dịch sau điện phân có pH = 2 Coi thể tích dung dịch sau điện phân không thay đổi Khối lượng bạc bám ở catot là:

A 2,16 gam B 1,08 gam C 0,108 gam D 0,54 gam

Bài 10 Điện phân dung dịch NaCl cho đến khi hết muối với dòng điện 1,61A thấy hết 60 phút Tính khối

lượng khí thoát ra, biết rằng điện cực trơ, màng ngăn xốp

A 2,13 gam B 0,06 gam C 2,19 gam D 2,22 gam

B TĂNG TỐC: THÔNG HIỂU

Bài 11 Điện phân dung dịch X chứa 24,8 gam MSO4 (điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi) trong thời gian t giây, thu được 1,12 lít khí ở anot (đktc) Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì tổng thể tích khí thu được ở cả hai điện cực là 3,248 lít (đktc) và khối lượng dung dịch giảm m gam so với ban đầu Biết hiệu suất điện phân 100%, các khí sinh ra không tan vào dung dịch Giá trị của m là:

Trang 4

Bài 12 Điện phân với hai điện cực trơ 200ml dung dịch chứa hỗn hợp NaCl 1,2M và CuSO4 1M trong thời gian t giây, I = 5A thì thu được dung dịch X và V lít hỗn hợp khí Y ở anot (đktc) Nhúng một thanh sắt vào X đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn rồi nhấc thanh sắt ra đem cân lại thấy khối lượng thanh sắt không bị thay đổi Kết luận nào sau đây đúng?

A Thanh Fe không có phản ứng với dung dịch X

B Dung dịch X có môi trường bazơ

C t = 5018 giây

D V = 2,688 lít

Bài 13 Hòa tan 4,5 gam tinh thể MSO4.5H2O vào nước được dung dịch X Điện phân dung dịch X với điện cực trơ và cường độ dòng điện 1,93A Nếu thời gian điện phân là t(s) thì thu được kim loại M ở catot

và 156,8ml khí tại anot Nếu thời gian điện phân là 2t(s) thì thu được 537,6 ml khí Biết thể tích các khí

đo ở đktc Kim loại M và thời gian t lần lượt là:

A Cu và 1400s B Cu và 2800s C Ni và 2800s D Ni và 1400s

Bài 14 Điện phân dung dịch chứa Fe NO 33,Cu NO 32 với I = 10A, điện cực trơ đến khi dung dịch vừa hết màu xanh thì dừng lại, khi đó ở anot thu được 0,196 lít khí (đktc) và khối lượng dung dịch giảm 0,92g Thời gian điện phân, số mol từng muối trước điện phân theo thứ tự trên là:

A 6,5 phút; 0,01 mol; 0,02 mol

B 5,6 phút; 0,01 mol; 0,01 mol

C 6,5 phút; 0,01 mol; 0,015 mol

D 5,6 phút; 0,015 mol; 0,01 mol

Bài 15 Điện phân (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,15 mol

NO32

Cu và 0,12 mol HCl trong thời gian t giờ với cường độ dòng điện không đổi 2,68A thì ở anot thoát ra 0,672 lít khí (đktc) và thu được dung dịch X Dung dịch X hòa tan tối đa m gam bột sắt (sản phẩm khử của NO3 là khí NO duy nhất) Giá trị của t và m lần lượt là

A 0,6 và 10,08 B 0,6 và 8,96 C 0,6 và 9,24 D 0,5 và 8,96

Bài 16 Điện phân có màng ngăn 500ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl2 0,1M và NaCl 0,5M (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) với cường độ dòng điện 5A trong 7720 giây Dung dịch thu được sau điện phân có khả năng hòa tan m gam Al Giá trị lớn nhất của m là

Bài 17 Dung dịch X gồm AgNO3 x mol/l và CuNO32 y mol/l Điện phân dung dịch X (điện cực trơ) đến khi nước bắt đầu điện phân trên cả 2 điện cực thì ngừng, thu được m gam chất rắn Y, dung dịch Z và khí T Cho Y vào dung dịch Z, sau phản ứng thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 0,5m gam hỗn hợp rắn Tỉ lệ x:y có giá trị là:

Bài 18 Điện phân (với điện cực trơ) 300ml dung dịch CuNO32 nồng độ a mol/l, sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 72 gam so với dung dịch ban đầu Cho 6,72 gam bột sắt vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 31,2 gam hỗn hợp kim loại Biết NO

là sản phẩm khử duy nhất của NO3 Giá trị của a là

Trang 5

Bài 19 Điện phân dung dịch X (rất loãng) chứa 0,08 mol FeNO33 và 0,02 mol FeCl2 với cường độ dòng điện 9,65A trong 1000 giây (H = 100%) Sau điện phân khuấy đều dung dịch thấy có khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N5) thoát ra Dung dịch sau cùng có khối lượng giảm so với dung dịch đầu là m gam Giá trị gần nhất của m là:

Bài 20 Điện phân (điện cực trơ, hiệu suất điện phân 100%) dung dịch chứa đồng thời 0,2 mol FeNO33

và 0,1 mol HCl trong thời gian t giờ với cường độ dòng điện không đổi 5,36A thì ở anot thoát ra 1,568 lít khí (đktc) và thu được dung dịch X Dừng điện phân và cho vào dung dịch X m gam bột sắt thì tan vừa hết (sản phẩm khử của NO3 là khí NO duy nhất) Giá trị của t và m lần lượt là:

A 0,9 và 4,34 B 0,6 và 3,36 C 0,5 và 4,34 D 0,9 và 5,6

C BỨT PHÁ: VẬN DỤNG

Bài 21 Có hai bình điện phân mắc nối tiếp Trong bình (1) đựng 40ml dung dịch NaOH 1,73M, Trong

bình (2) có chứa dung dịch gồm 0,45 mol CuNO32 và 0,4 mol HCl Điện phân dung dịch một thời gian thì dừng lại thấy nồng độ NaOH ở bình (1) là 2M Cho tiếp 28 gam bột Fe vào dung dịch sau điện phân ở bình (2) đến khi phản ứng hoàn toàn thu được m gam hỗn hợp 2 kim loại Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 Giá trị gần nhất với m là

Bài 22 Điện phân 0,5 lít dung dịch CuNO32 0,045M (d = 1,035g/ml) với điện cực trơ, cường độ dòng điện 9,65A trong thời gian t giây, thu được dung dịch X có pH = 1,00 (d = 1,036g/ml) (giả sử nước bay hơi không đáng kể) Giá trị của t là

Bài 23 Điện phân với điện cực trơ 200g dung dịch hỗn hợp chứa 0,3 mol FeCl3, 0,1 mol CuCl2, 0,2 mol HCl đến khi khí bắt đầu thoát ra ở catot thì ngắt dòng điện Để yên bình điện phân rồi thêm 250g dung dịch AgNO3 vừa đủ vào, phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 156,65 g kết tủa, V lít khí (đktc) và dung dịch Y chứa 2 muối Nồng độ phần trăm của muối có phân tử khối lớn hơn trong Y có giá trị gần nhất với

Bài 24 Cho 1,48 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu có tỷ lệ mol tương ứng là 3:2 tác dụng với 500ml dung dịch

hỗn hợp chứa HNO3 0,1M và HCl 0,06M thu được dung dịch X và khí NO ( sản phản khử duy nhất của

N+5) Tiến hành điện phân dung dịch X với điện cực trơ, cường độ dòng điện không đổi I = 1,3124A trong thời gian t giây thấy khối lượng dung dịch sau điện phân giảm 1,849 gam so với ban đầu Giá trị của t gần nhất với

Bài 25 Điện phân 1 lít dung dịch X gồm CuNO32 0,6M và FeCl3 0,4M đến khi anot thoát 17,92 lít khí (đktc) thì dừng lại Lấy catot ra khỏi bình điện phân, khuấy đều dung dịch để phả ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được dung dịch Y Giả thiết kim loại sinh ra đều bám lên catot, sản phẩm khử của N+5 (nếu có) là NO duy nhất Giá trị m X m Y gần nhất là?

D VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO

Trang 6

Bài 26 Tiến hành điện phân dung dịch X chứa CuNO32 và NaCl bằng điện cực trơ với cường độ dòng điện không đổi I = 5A, sau một thời gian thấy khối lượng catot tăng 11,52 gam; đồng thời thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí có tỉ khối so với He bằng 12,875 Nếu thời gian điện phân là 8685 giây, tổng thể tích khí thoát ra ở 2 cực là 3,472 lít (đktc) Cho m gam bột Fe vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thấy thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 0,75m gam hỗn hợp rắn Giá trị m là:

A 19,12 gam B 20,16 gam C 17,52 gam D 18,24 gam

Bài 27 Dung dịch X chứa m gam chất tan gồm CuNO32 (có m CuNO 5gam

2  ) và NaCl Điện phân dung dịch X với điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện không đổi Sau thời gian t giây thì thu được dung dịch Y chứa (m - 18,79) gam chất tan và có khí thoát ra ở catot Nếu thời gian điện phân là 2t giây thì thu được dung dịch Z chứa a gam chất tan và hỗn hợp khí T chứa 3 khí và có tỉ khối hơi so với hidro là 16 Cho Z vào dung dịch 0,1 mol FeCl2 và 0,2 mol HCl thì thu được dung dịch chứa (a + 16,46) gam chất tan (không chứa H+) và có khí thoát ra Tổng giá trị m + a là

Bài 28 Tiến hành điện phân dung dịch chứa CuNO32 và CuCl2 bằng điện cực trơ, màng ngăn xốp với cường độ dòng điện I = 5A tới khi nước bắt đầu điện phân ở 2 điện cực thì dừng điện phân; thấy khối lượng dung dịch giảm 20,815 gam Cho 3,52 gam hỗn hợp gồm Mg và MgO có tỉ lệ mol 2:1 vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thu được dung dịch X chứa 18,16 gam muối và 268,8ml khí Y duy nhất (đktc) Thời gian điện phân là

Bài 29 Cho hồn hợp X gồm CuO và NaOH có tỉ lệ số mol 1:1 tác dụng vừa đủ với dung dịch hỗn hợp

HCl 1M và H2SO4 0,5M thu được dung dịch Y chỉ chứa m gam hỗn hợp muối trung hòa Điện phân dung dịch Y với điện cực trơ màng ngăn xốp cường độ I = 2,68A đến khi khối lượng dung dịch giảm 20,225 gam mất t giây thì dừng lại thu được dung dịch Z Cho m gam Fe vào dung dịch Z sau khi phản ứng kết thúc thu được 0,9675m gam hỗn hợp 2 kim loại Giá trị của t là

Bài 30 Mắc nối tiếp 2 bình điện phân:

- Bình 1: Chứa 800 ml dung dịch muối MCl2 aM và HCl 4a M

- Bình 2: Chứa 800ml dung dịch AgNO3

Sau 3 phút 13 giây điện phân thì ở catot bình 1 thoát ra 1,6 gam kim loại còn ở catot bình 2 thoát ra 5,4 gam kim loại Sau 9 phút 39 giây điện phân thì ở catot bình 1 thoát ra 3,2 gam kim loại còn ở catot bình 2 thoát ra 16,2 gam kim loại Biết hiệu suất điện phân là 100% Kim loại M và nồng độ dung dịch HCl là

A Cu; 0,0625M B Zn; 0,25M C Cu; 0,25M D Zn; 0,125M

HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP ÁN

1 D 2 D 3 A 4 B 5 C 6 A 7 A 8 C 9 B 10 C

11 D 12 C 13 D 14 D 15 C 16 C 17 A 18 D 19 A 20 A

Trang 7

Bài 21:

- Phương trình điện phân:

Bình 1: 2H2O2H2O2

Bình 2: Cu22Cl CuCl2

2 2

2

4 2 2

2Cu  H O Cu HO

- Sau điện phân:

+ Thể tích dung dịch NaOH ở bình 1 = 0,03461 34,6ml

2

0692 , 0





Thể tích nước bị điện phân = 40 - 34,6 = 5,4 ml

Số mol nước bị điện phân ở bình 1 = 0,3mol

18

4 , 5



+ Bình 2: n Cu n H O

2

 điện phân (I) 0,3moln Cu2 du 0,450,30,15mol mol

n

2

1

2   

O

H

n

2

 điện phân (1) = 0,30,20,1moln H 0,20,40,6mol

- Cho 0,5 mol Fe vào dung dịch bình 2 sau phản ứng điện phân

O H NO Fe

NO H

3      

0,225 0,6 0,225

Cu Fe

Cu

0,15 0,15 0,15 0,15

m56.0,50,2250,15 64.0,1516,6

 Chọn đáp án C

Bài 22

- Có mdung dịch ban đầu = 500.1,035 = 517,5 gam

- Trường hợp 1: Cu2+ chưa bị điện phân hết (x < 0,0225)

2 2

2

4 2 2

2Cu  H O Cu HO

x x 2x 0,5x

036 , 1

80 5 ,

517 

Sau phản ứng dung dịch có pH1 H 0,1M

10 80

5

,

517

036 ,

1

2



x

- Trường hợp 2: Cu2+ bị điện phân hết

2 2

2

4 2 2

2Cu  H O Cu HO

0,0225 0,0225 0,045 0,01125

2H2O2H2O2

x x 0,5x

mdung dịch sau phản ứng =517,564.0,022532.0,011250,5x2x515,718x

036 , 1

18 7 ,

515 

Trang 8

Sau phản ứng dung dịch có pH1 H 0,1M

18 7

,

515

036 , 1 045

,

0

3   



Thời gian điện phân:  

s

x

65 , 9

96500 2 2 0225 ,



Chọn đáp án C

Bài 23

- Khí bắt đầu thoát ra ở catot là khi Fe3+, Cu2+ bị điện phân hết, H+ vừa bị điện phân

Phương trình điện phân:

2 2 3

2 2

2Fe  Cl  Fe Cl

0,3 0,3 0,3 0,15

2 2

2Cl Cu Cl

0,1 0,2 0,1 0,1

2 2 2

2H Cl H Cl

- Thêm dung dịch AgNO3 vừa đủ vào

O H NO e

NO

4    

0,2 0,05

g

m Y 200250156,6530.0,0571.0,25274,1



- Dung dịch Y Chứa 2 muối là: CuNO32;FeNO33

Muối có phân tử khối lớn hơn là FeNO33

1 , 274

3 , 0 242

%

NO

Fe

Chọn đáp án A

Bài 24

- Có

























mol n

mol n

n

n

g n

n

Cu Fe Cu

Fe

Cu Fe

01 , 0

015 , 0 2

: 3 :

48 , 1 64 56

- (Fe, Cu) + (0,05 mol HNO3 + 0,03 mol HCl)

O H NO Fe

NO H

0,015 0,06 0,015 0,015

O H NO Cu

NO H

3      

0,0075 0,02 0,005 0,0075





2

Cu

0,0025 0,005 0,0025 0,005

Dung dịch X chứa: 0,01 mol Fe3+,0,01 mol Cu2+, 0,005 mol Fe2+, 0,03 mol Cl-, 0,03 mol NO3

- Điện phân X:

2 2 3

2 2

2Fe  Cl  Fe Cl

2 2

2Cl Cu Cl

2 2

2

4 2 2

2Fe  H O Fe HO

Nếu điện phân vừa hết Cu2

Trang 9

2

01 , 0 71 01 , 0 64













Chứng tỏ đã xảy ra điện phân Fe2+ Đặt số mol Fe2+ đã bị điện phân là x

2 32 015 , 0 71 01 , 0 64 56 2





s

3124 , 1

96500 002 , 0 2 01 , 0 2 01 ,



Gần nhất với giá trị 2505(s)

Chọn đáp án C

Bài 25

- Phương trình điện phân:

2 2 3

2 2

2Fe  Cl  Fe Cl

2 2

2Cl Cu Cl

2 2

2

4 2 2

2Cu  H O Cu HO

2 2

2H O H O

mol n

mol

4

,

22

92

,

17

max

2 









Chứng tỏ anot đã có O2 thoát ra

mol

n O 0,8 0,6 0,2

2   



2

2 4 2.0,6 4.0,2 0,4 2.0,6 2

Chứng tỏ Cu2+ đã bị điện phân hết, ở catot H+ đã bị điện phân (H+ sinh ra ở anot, di chuyển về catot)

mol

2

6 , 0 2 , 0 2 , 0 4

6

,

0

2

- Phản ứng sau điện phân:

O H NO Fe

NO H

3      

0,4 0,4 1,2

g

m m m m m m

m

mol n

NO H

O Cl Cu Y

X

NO

8 , 90 1 , 0 30 2 , 0 2 2 , 0 32 6 , 0

71

6

,

0

64

1 , 0 4

4

,

0

2 2 2

































Gần với giá trị 91 nhất

Chọn đáp án D

D.VỀ ĐÍCH: VẬN DỤNG CAO

Bài 26

- Thí nghiệm 2: Nếu t = 8685s, có khí thoát ra ở cả hai điện cực

Chứng tỏ Cu2+ bị điện phân hết

Tại catot:















OH H

e

O

H

Cu e

Cu

2 2

2

2

2 2

2

Tại anot:

Trang 10

2 2

2

4 4

2

2 2

O e H

O

H

e Cl

Cl















+ Trường hợp 1: Đã có khí thoát ra ở catot ở thí nghiệm 1, Cu2+ bị điện phân hết

mol

64

52

,

11

2  

Thí nghiệm 2:

Có















































mol n

mol n

mol n

n

n

mol n

n

n

Cl O

H O

Cl

H O

Cl

005 , 0

115 , 0

45 , 0 96500

5 8685 2

18 , 0 2 4

2

155 , 0 4 , 22

472 , 3

2 2

2 2

2

2 2

2

 Loại

- Trường hợp 2: Chưa có khí thoát ra ở catot ở thí nghiệm 1













































mol n

mol n

n

n

n n

mol n

n

n

O Cl

O Cl

O Cl

Cu O

Cl

06 , 0

06 , 0 5

, 51 875 , 12 4 32

71

36 , 0 64

52 , 11 2 2 4

2

2 2

2 2

2 2

2 2

Thí nghiệm 2:

Có



















































mol n

mol n

mol n

n

mol n

n

n

Cl O

O Cl

H O

Cl

0125 , 0 0825 , 0 06 , 0 155 , 0

0825 , 0 4

06 , 0 2 45 , 0

45 , 0 96500

5 8685 4

2

155 , 0 4 , 22

472 , 3

2 2

2 2

2 2

2

g m

m

n n

n m

m

m

m

mol n

mol n

mol n

Y Cu Y

Cu Y H Cu

pu Fe

Y H Y

Cu

Cu

12 , 19 0325

, 0 64 0325 , 0 24 , 0 8

3 56

25

,

0

64 8

3 56 75

,

0

24 , 0 06 , 0 4 ,

0325 , 0 18 , 0 2125 ,

0

2125 , 0 2

0125 , 0 2 45

,

0

) ( )

( )

( )

(

) ( )

(

2 2

2

2









































































Chọn đáp án A

Bài 27

- Đặt số mol của CuNO32 và NaCl là x và y

- Phương trình điện phân:

Tại catot:

2

2

x x

2H O2eH 2OH

z Tại anot

2 2

2

4 4

2

2 2

O e H

O

H

e Cl

Cl















- Điện phân t(s):